DE1613049C3

DE1613049C3 - Magnetohydrodynamischer Wandler

Info

Publication number: DE1613049C3
Application number: DE1613049A
Authority: DE
Inventors: Pierre Garches Ricateau (Frankreich)
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1966-04-05
Filing date: 1967-04-05
Publication date: 1974-11-07
Also published as: ES338777A1; US3465179A; BE695571A; FR1483839A; NL6704530A; CH472144A; LU53332A1; GB1177364A; DE1613049A1; DE1613049B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen magnetohydrodynamischen Wandler mit einem geschlossenen Arbeitskanal, der in seiner Längsrichtung von einem leitfähigen Medium durchströmt und senkrecht dazu von einem Magnetfeld durchsetzt wird und an seiner dem strömenden Medium zugewandten Innenseite aus in Strömungsrichtung alternierend aufeinanderfolgenden leitfähigen Elektroden und isolierenden Zwischenstücken besteht.

Ein magnetohydrodynamischer Wandler dieser Bauart ist in der französischen Patentschrift 1 414 975 beschrieben. Im Arbeitskanal dieses bekannten Wandlers stehen sich die einander zugeordneten Elektroden unter ebener Ausbildung und mehr oder weniger weitgehender gegenseitiger Versetzung in Richtung der Kanalachse paarweise gegenüber, so daß sich insgesamt ein Kanalquerschnitt von mehr oder weniger ausgeprägter Rechteckform ergibt. Eine solche Querschnittsform für den Arbeitskanal des Wandlers ist jedoch insofern nachteilig, als sie zu großen und unter anderem durch Wechselwirkungen zwischen benachbarten Elektroden über die eingefügten isolierenden Zwischenstücke hinweg bedingten Verlusten führt. Ähnliche Verhältnisse ergeben sich auch bei einem anderen bekannten und in der britischen Patentschrift 1006 799 beschriebenen magnetohydrodynamischen Wandler, in dessen Arbeitskanal sich frei stehende Elektroden paarweise gegenüberstehen, die an ihrer dem im Kanal strömenden Medium zugewandten Innenseite zur Vergrößerung der wirksamen Oberfläche mäander- oder rillenförmig ausgebildet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen magnetohydrodynamischen Wandler der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß die insbesondere durch den Hall-Effekt bedingten elektrischen Verluste im Arbeitskanal erheblich geringer werden, als dies bei den bisher bekannten magnetohydrodynamischen Wandlern der Fall ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Querschnitt des Arbeitskanals so gestaltet ist, daß für den überwiegenden Teil seiner als Elektrode ausgebildeten Innenseite die Tangente an

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diese Wand mit der Richtung des Magnetfeldes einen erzeugte elektrische Energie abgenommen werden,

Winkel von mindestens 30° einschließt. wobei die zur Ebene XY parallelen Oberflächen des

Im allgemeinen genügt es, wenn der Anteil des Arbeitskanals 2 isolierend ausgebildet sind.
Kanalquerschnitts, für den der Winkel zwischen der Es läßt sich nun zeigen, daß die für die Betriebs-Tangente an die Wand des Arbeitskanals und der 5 weise des Wandlers günstigsten Bedingungen zur Richtung des Magnetfeldes den Minimalwert von 30° Realisierung einer Energieumwandlung mit hohem übersteigt, nicht kleiner ist als ungefähr 8O°/o, jedoch Wirkungsgrad dann zu erhalten sind, wenn die Stromkann es für bestimmte Anwendungsfälle vorteilhaft linien an jeder Stelle parallel zur Richtung OX und sein, wenn dieser Anteil des Kanalquerschnitts unter damit senkrecht zur Flußrichtung OY verlaufen. We-1"% liegt. ίο gen des Hall-Effektes können jedoch die Stromlinien

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Er- auf den Elektroden nicht senkrecht stehen und daher findung weist der Querschnitt des Arbeitskanals die in deren Nachbarschaft nicht parallel verlaufen, son-Form eines Vielecks auf. Bei der einfachsten Aus- dem der Stromvektor und die Normale auf die Elekführungsform dieser Art weist der Querschnitt die troden bilden einen Winkel Θ, der als Hall-Winkel Form eines symmetrischen Sechsecks mit zwei zur 15 bekannt ist und eine Deformierung der Stromlinien Richtung des Magnetfeldes senkrechten Seiten auf. in diesem Gebiet zur Folge hat.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen des Gegen- Wenn der Hall-Effekt vernachlässigbar ist, d. h., Standes der Erfindung sind in den übrigen Unteran- wenn der Winkel Θ klein gegen 45° bzw. sein Tansprüchen angegeben. gens β -klein gegen 1 ist, dann hat der Strom eine zu

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung soll nun- 20 den Elektroden im wesentlichen normale Richtung,

mehr auf die Zeichnung Bezug genommen werden, in und die zusätzlichen Verluste durch die Felddefor-

der bevorzugte Ausführungsbeispiele für die Form mation werden gering. In diesem Falle kann die

des Arbeitskanals eines erfindungsgemäß ausgebilde- Elektrode die gesamte Kanalwand überdecken,

ten magnetohydrodynamischen Wandlers veranschau- Ist der Hall-Effekt jedoch nicht mehr vernach-

licht sind; dabei zeigt 25 lässigbar, so müssen an Stelle einer einzigen Elek-

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung des Ar- trode mehrere Elektroden eingesetzt werden, die beitskanals eines magnetohydrodynamischen Wand- durch isolierende Zwischenstücke voneinander gelers in bisher üblicher Ausführung mit rechteckigem trennt sind. Unter diesen Bedingungen können die Querschnitt und Andeutung der jeweiligen Koordi- Stromlinien im Inneren des bewegten Strömungsmenatenrichtungen, 30 diums in dem Teil des Arbeitskanals, der nicht in der

F i g. 2 eine schematische Darstellung zur Erläute- Nähe der mit Elektroden überdeckten Wände liegt,

rung der erfindungsgemäß vorgesehenen Profilgebung eine zur Flußrichtung senkrechte Richtung beibehal-

für den Arbeitskanal des magnetohydrodynamischen ten, wenn die verschiedenen Elektroden auf passen-

Wandlers, den unterschiedlichen Potentialen gehalten werden.

F i g. 3 einen Querschnitt durch den Arbeitskanal 35· Eine solche Potentialverteilung läßt sich durch paareines erfindungsgemäß ausgebildeten magnetohydro- weisen Anschluß der Elektroden an voneinander undynamischen Wandlers, bei dem es kein Wandteil mit abhängige elektrische Stromkreise realisieren. In gleieinem kleineren Winkel als 45° zwischen der Tan- eher Weise kann man auch Äquipotentialverbindungentialrichtung und der Magnetfeldrichtung gibt, gen herstellen.

F i g. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für den 40 In der Nachbarschaft der mit Elektroden belegten

Arbeitskanal eines erfindungsgemäß ausgebildeten Wände können die Stromlinien jedoch infolge der

magnetohydrodynamischen Wandlers, das sich durch erzwungenen Grenzbedingungen nicht parallel zur

eine besonders hohe Symmetrie auszeichnet, Richtung OX verlaufen. Man beobachtet eine Ver-

F i g. 5 einen Ausschnitt aus den den Arbeitskanal zerrung der Stromlinien, die sich nicht mehr gleicheines erfindungsgemäß ausgebildeten magnetohydro- 45 förmig verteilen. Dadurch kommt es zu einem Andynamischen Wandlers begrenzenden Wänden, bei stieg der auf den Joule-Effekt zurückzuführenden dem die Elektroden und die isolierenden Zwischen- Verluste, die zu einem Versagen des magnetohydrostücke in zur Strömungsrichtung des den Kanal durch- dynamischen Wandlers führen,
strömenden Mediums senkrechten Ebenen liegen, Diese Verluste treten in erster Linie deshalb auf,

F i g. 6 einen aus alternierend aufeinanderfolgen- 50 weil sich die für den Stromdurchgang nutzbare Elek-

den leitfähigen und isolierenden Elementen ausge- trodenoberfläche verringert und demzufolge die

bildeten Arbeitskanal für einen magnetohydrodyna- Stromdichte ansteigt; diese Erscheinung ist mit dem

mischen Wandler in bisher üblicher Ausführung mit Hall-Effekt nicht unmittelbar verbunden,

rechteckigem Innenquerschnitt und Der Hall-Effekt seinerseits führt jedoch aus zwei

F i g. 7 einen analog aufgebauten Arbeitskanal für 55 Hauptgründen auch unmittelbar zu einem Anstieg

einen magnetohydrodynamischen Wandler in erfin- der Verluste in der Nachbarschaft der mit Elektroden

dungsgemäßer Ausbildung. belegten Wände des Arbeitskanals.

Bei dem in F i g. 1 dargestellten Arbeitskanal 2 be- In der Nachbarschaft der Elektroden kommt es kannter Ausführung verlaufen die Seitenflächen 4 nämlich zu einer Neigung der Stromlinien gegenüber parallel zu den Richtungen OX und OZ eines drei- 60 der Richtung OX um den Hall-Winkel β. Anders achsigen rechtwinkligen Bezugskoordinatensystems. ausgedrückt kann man sagen, daß die scheinbare Ein gasförmiges Strömungsmedium, das mit einem Leitfähigkeit des Strömüngsmediums entlang der Nor-Alkalimetall geimpft ist, strömt entlang der Längs- malen, auf die Elektrodenoberfläche in bezug auf die achse oder Flußachse OY, der dritten Richtung des Normalkomponente der Stromamplitude des elek-Bezugskoordinatensystems, und auf dieses bewegte 65 irischen Feldes sich berechnet zu:
Strömungsmedium wirkt ein zur Richtung OZ paralleles Magnetfeld ein. Zwischen parallel zur Ebene ^σ _; (1)
ZY angeordneten Elektroden kann die im Wandler 1 + ß-

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wobei σ die Leitfähigkeit für den Fall eines Hall- um einen Winkel / geneigt ist, dessen Tangens durch

Winkels 0 = 0 und β der Tangens des Hall-Winkels Θ den Buchstaben t gegeben ist, wird die scheinbare

ist. Leitfähigkeit des Strömungsmediums entlang der Nor-

In der Nachbarschaft der isolierenden Elemente malen:

oder Zwischenstücke zwischen den Elektroden läßt 5 _σ \ -|_ ρ η 4- r£\

die zwischen zwei benachbarten Elektroden aufrecht- = (6)

erhaltene Potentialdifferenz an dieser Stelle ein elek- 1 + P 1 + t
irisches Feld entstehen, das eine Komponente ent- Der Neigungswinkel der die Elektroden tragenden lang der Richtung OY aufweist, deren mittlerer Wände, der in dieser Formel in Form seines Tan-Wertis/ mindestens gleich dem Wertifj, des elek- io gens (i) erscheint, neigt dazu, der Leitfähigkeit ungetrischen Feldes in den nichtgestörten Bereichen des achtet des durch β dargestellten Hall-Effektes ihren Arbeitskanals, insbesondere in dessen mittlerem Be- ursprünglichen Wert zurückzugeben. Die erfindungsreich ist. In diesem mittleren Bereich steht die Strom- gemäße Kanalausbildung ist um so wirksamer, je richtung senkrecht auf der Flußrichtung des Strö- mehr sich die Größe von / dem Wert 1 nähert bzw. mungsmediums, und man kann schreiben: 15 diesen Wert überschreitet, was einem Neigungswinkel ßj entspricht, der gleich oder größer ist als 45°.
" ~ E_y v) Infolge der Neigung der mit Elektroden belegten ^σ Wände gegen die Richtung des Magnetfeldes kann wobei /' die Stromdichte ist, während entlang des man in der Nachbarschaft eines isolierenden Zwi-Isoliermaterials die Normalkomponente des Stromes 20 schenstückes eine gewisse Komponente des Stroms in Null ist und man daher schreiben kann: der transversalen Richtung OX beobachten. Die Exi- j' _f ßj stenz dieser Komponente hat eine vorteilhafte Wir- ~ ⁼ E/ ~Ey — — (3) kung. Praktisch kann man mit den bisher benutzten ( % ^{σ σ} Bezeichnungen zeigen, daß die Stromdichte ange-

Zu bemerken ist, daß die mit einem Strich indizier- 25 nähert durch den nachstehenden Ausdruck:

ten Buchstaben die Mittelwerte in der Nachbarschaft j 4- $■ (1 + (P) j' ßj

der Elektrodenoberfläche bedeuten, während die = E_y' E_y = — (7)

Buchstaben ohne Index die Größen im mittleren, 1 + * ο α

nicht gestörten Bereich des Arbeitskanals bezeich- wiedergegeben wird.

nen. 30 Es läßt sich leicht bestätigen, daß die Stromdich-

Die Mittelwerte werden dabei über einen zur Rich- ten /' in der Umgebung der isolierenden Elemente

tung OY parallelen und durch die Breite der iso- und / in der nichtgestörten Gegend vergleichbare

lierenden Zwischenstücke begrenzten Weg berechnet. Werte annehmen, wenn der Neigungswinkel in der

Für den Fall, daß die Leitfähigkeiten σ und d Nähe von 45° oder über diesem Wert liegt,

gleich sind, liest sich die obige Gleichung wie folgt: 35 Man kann sagen, daß die Neigung der Wände ge-

V ~ β j ' (4) §^en die Richtung des Magnetfeldes die Stromverteilung im Arbeitskanal eines Beschleunigers oder

Demnach kann für den Fall, daß der Hall-Effekt Wandlers in erheblicher Weise vergleichmäßigt und bedeutend wird, die Stromstärke in der Nähe der folglich die Betriebsweise der theoretischen Betriebs-Elektroden tragenden Wände viel größer sein als im 40 weise annähert.

mittleren Teil der Gasströmung. Überdies ist im Falle Fig. 2 zeigt den einfachsten Querschnitt S, der für

eines magnetohydrodynamischen Wandlers und bei einen erfindungsgemäßen Arbeitskanal 6 möglich ist.

manchen magnetohydrodynamischen Beschleunigern Die Seiten 8 stellen im Schnitt die obere und die un-

die Leitfähigkeit eine mit dem Strom anwachsende tere isolierende Fläche dar. Die Seiten 10 und 12 r ^

Funktion, und es können demnach noch größere 45 stellen im Schnitt die Elektroden tragenden Flächen ^-'

Verluste auftreten. dar. Der Winkel dieser Seiten mit der Richtung OZ

Der Kerngedanke der Erfindung besteht nun darin, des Magnetfeldes beträgt 45°. Es ist leicht zu bestä-

dem Querschnitt des Arbeitskanals eine von der bis- tigen, daß allein die abgerundeten Scheitel 14 auf

her üblichen Rechteckform abweichende Form zu einer gewissen Strecke eine zu dem Magnetfeld par-

geben, bei der die Anteile des Querschnittsumfanges, 50 allele Tangente aufweisen.

in denen die Kanalwände angenähert in der Rieh- Für den Fall, daß man einen Arbeitskanal her-

tung des Magnetfeldes verlaufen, möglichst klein stellen will, in dem kein Teil eine zu der Richtung

werden. des Magnetfeldes parallele Tangente aufweist, kann

Mit Hilfe einer einfachen, aber streng richtigen man dem Querschnitt des Arbeitskanals scharfe Kan-

Beweisführung läßt sich zeigen, wie diese neuartige 55 ten geben oder einen Aufbau benutzen, wie er in

Ausbildung des Arbeitskanals zu einer Reduzierung F i g. 3 veranschaulicht ist.

der anormalen, auf den Hall-Effekt zurückgehenden Man sieht, daß die in F i g. 2 und 3 dargestellten

Verluste führt. Arbeitskanäle analoge Partien aufweisen, die in bei-

Bekanntlich berechnet sich die scheinbare Leit- den Figuren mit identischen Bezugszahlen bezeichnet

fähigkeit des Strömungsmediums entlang einer Nor- 60 sind, jedoch treffen hier die schrägen Flächen 10 und

malen zur Oberfläche einer zur Ebene YOZ paralle- 12 längs Kreisbögen 16 und 18 aufeinander, die sich

len Elektrode in der Nachbarschaft dieser Elektrode außen berühren. Eine Überprüfung der Figur zeigt,

im Arbeitskanal zu: daß die Winkel der verschiedenen Teile des Quer-

_σ Schnitts mit der Richtung OZ des Magnetfeldes nie-

₁ (5) 65 mais kleiner sind als 45°.

~*~ P F i g. 2 und 3 veranschaulichen die einfachste An-

für den Fall eines Hall-Effektes (ß = tg Θ). Wenn die wendung unter Benutzung von geneigten Wänden, die

Elektrode gegenüber der Richtung des Magnetfeldes darin besteht, daß man als Träger für die Elektroden

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zwei Paare von unter. 90° gegeneinander geneigten Seitenwände aus einer alternierenden Aufeinander-Wänden verwendet. Dieser Aufbau erhält dem Quer- folge von isolierenden (30) und leitfähigeni (32) Querschnitt eine Symmetrie zur Ebene XOY. Er begrenzt, Stegen, die jeweils einen rechtwinkligen zurücksprin-

wie im Falle von F i g. .2, in der Gegend der Punkte genden Teil aufweisen. . ·

14 die Bereiche, wo die Tangenten parallel zum Ma- 5 Für den Fall eines Arbeitskanals mit einem Quergnetfeld verlaufen, d. h. die Bereiche, wo eine ent- schnitt, wie er in Fig. 4 dargestellt ist, kann man lang der Achse OY verlaufende Störkomponente des den gleichen Aufbau für den Arbeitskanal verwen-Stromes über die Länge der isolierenden Zwischen- den, abgesehen davon, daß die Querstege ein sägestücke erhebliche Werte annehmen kann, auf kleine zahnförmiges Profil haben müssen und durch Über-Werte. : .. . · .■:.-. ... - · io einanderstapelung von mehreren einfachen Elemen-

Die oben angestellten theoretischen Überlegungen ten 30 bzw. 32 gebildet werden können.^v· ■ ■ ^: ' führen zur Verwendung von Wänden 10 und 12, die Die Querstege können senkrecht zur Strömungsunter einem Winkel / gegen die Richtung des Magnet- richtung angeordnet werden. Diese Anordnung ist jefeldes geneigt sind, jedoch ist es nicht vorteilhaft, > doch nicht immer die günstigste. Bei normaler Bediesen Winkel zu groß zu wählen, da dies zu einer er- 15 triebsweise kann der Arbeitskanal zueinander parheblichen Vergrößerung des Abstandes zwischen den allele Äquipotentialebenen aufweisen, die schräg zur beiden Punkten 14 führt, was wiederum eine für den Flußrichtung OY des Strömungsmediums gerichtet Fluß des Strömungsmedmms wenig günstige Form sind.

zur Folge hat. Ein Neigungswinkel in der Nähe von In diesem Falle ist es von Vorteil, Querstege zu

45° gestattet es, die Stromverzerrungen in befriedi- 20 verwenden, die so angeordnet sind, daß sie in der

gender Weise zu berichtigen und bringt hinsichtlich gleichen Weise gegen die Achse OY geneigt verlaufen

der aerodynamischen Eigenschaf ten des Arbeitskanals wie die Äquipotentialebenen,

keine Nachteile mit sich. Die Form der Querstege muß so bestimmt werden,

Der durch die Schrägstellung der Wände in den daß unter Berücksichtigung ihrer Schrägstellung der

Ausdruck für die Leitfähigkeit eingeführte Ausdruck 25 Arbeitskanal die gewünschte Form erhält,

lautet: Die schräge Anordnung der Querstege gilt für den

Fall von Arbeitskanälen, deren Querschnitte in

IA

4. fi (i J_n ß2) F i g. 2, 3 und 4 veranschaulicht sind. Man bemerkt

_{1 2} j (8) jedoch, daß bei Verwendung von Seitenwänden mit

30 sägezahnförmigem Profil die Vorteile der Schrägstellung der Querstege bei sonst gleichen Umständen und die Wirkung der Schrägstellung ist um so merk- immer weniger erheblich werden, je mehr die Zahl licher, je weniger das Produkt t² ■ ß² gegenüber 1 zu der Zähne sich vergrößert.

vernachlässigen ist. Man sieht, daß ein Neigungswin- Der im folgenden zu diskutierende Aufbau ist von

kel von 30° genügt, um eine merkliche Verbesserung 35 theoretischem Interesse, jedoch kann man den geradfür den Fall eines erheblichen Hall-Effektes zu er- linigen Aufbau praktisch beibehalten, wenn die Neireichen. gung der Äquipotentialebenen gegen die Flußrich-

Wie bereits oben erläutert, vergleichmäßigt die rung des Strömungsmediums klein ist oder wenn die Schrägstellung der die Elektroden tragenden Wände verwendete Zahnteilung klein ist gegenüber der die Stromverteilung in Elektrodennähe, jedoch zer- 40 größten Abmessung des Querschnitts, stört sie die Zylindersymmetrie entlang der Rieh- Man kann zwei Kategorien von Anordnungen

tung OZ, die ein klassischer Arbeitskanal (F i g. 1) unterscheiden, nämlich die mit äußeren Verbindunmindestens theoretisch zeigt. gen, bei der die Elektroden entweder untereinander

Die Verwendung eines Arbeitskanals mit einem oder über äußere Verbindungsleitungen zum Arbeits-Profil, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist, gestattet 45 kanal mit äußeren Laststromkreisen verbunden sind, eine Annäherung an einem zylindersymmetrischen und diejenige mit inneren Verbindungen, bei der die Aufbau. Die parallelen oberen und unteren Wände Elektroden paarweise über Äquipotentialanschlüsse sind wieder isolierend, die Seitenwände 20 und 22 miteinander verbunden sind, die in die zur Ebene tragen die Elektroden und haben ein Profil in Form XOY parallele Wände eingebaut sind und demzueiner regelmäßig gebrochenen Linie. Eine solche An- 50 folge mit dem Strömungsmedium in Berührung Ordnung ist von Vorteil, wenn sich der Querschnitt stehen.

des Arbeitskanals der Form eines Quadrates an- Die Bauweise mit äußeren Venbindungen bedarf

nähert. Ein Nachteil dieser Anordnung ergibt sich aus keiner besonderen Bemerkung, Die Bauweise mit der Vervielfachung der Kanten, wie 24 und 26, die inneren Verbindungen, die sich auf den Aufbau nach das Auftreten von zur Richtung OY parallelen Stör- 55 Montardy und den nach Hall anwenden läßt, strömen entlang der isolierenden Elemente begün- welch letzterer einen Spezialfall des ersten darstellt, stigen. wird in bekannter Weise durch Aneinanderreihung

Nunmehr sollen der Aufbau des Arbeitskanals und von alternierend leitfähigen (34 in Fig. 6) und isoinsbesondere seiner Seitenwände noch näher unter- Iierenden36 Ringen verwirklicht. Nach der Theorie sucht werden. 60 der geneigten Wände ist es klar, daß die Teile der

Bei einer üblichen Anordnung bestehen diese Sei- leitfähigen Ringe, die parallel zu XOY verlaufen und tenwände aus einer Aneinanderreihung von Elemen- demzufolge die Verbindungen darstellen, angesichts ten mit identischer Form, die alternierend isolierend des geringen Wertes des scheinbaren Widerstandes und leitfähig sind. des Strömungsmediums normal zur Oberfläche der

Für den Fall eines Arbeitskanals mit einem Quer- 65 Elektroden stärker die Rolle von Elektroden spielen schnitt, wie er in F i g. 5 dargestellt ist, dessen iso- als die zur Achse OZ parallelen Teile. Daraus folgt, lierende Wände durch senkrecht zum Magnetfeld daß sie dazu beitragen, die Ebene der leitenden Ringe verlaufende Tafeln 28 gebildet sind, bestehen die zu einer Äquipotentialfläche zu machen, was vorteil-

haft ist, daß aber auch ein großer Teil des Stromes nicht wieder auf die zu OZ parallelen Abschnitte gelangt. Demzufolge wird die Stromdichte in der Nähe der zur Ebene XOY parallelen Teile größer und weniger groß in der Nachbarschaft der zur Achse OZ parallelen Teile. Wenn die zur Achse OZ parallelen Teile entsprechend dem Prinzip der geneigten Wände abgewandelt werden, wird auch dieser Fehler der Stromverteilung, der Arbeitskanälen mit inneren Verbindungen eigen ist, stark abgemildert. Offensichtlich verwirklicht ein solcher Arbeitskanal mit

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inneren Verbindungen (Fig. 7) in der obenerwähnt ten Anordnung, bei dem also die Ebenen der leiten^ den Ringe parallel zu den theoretischen Äquipotentialebenen verlaufen, in diesen ersten Ebenen eine so gut wie irgendmögliche Äqüipotentialität, da der gesamte Umfang jedes leitenden Ringes in gutem Kontakt mit dem Strömungsmedium steht.

Eine solche besonders leicht zu verwirklichende Anordnung verbessert daher die Leistung der Arbeitskanäle nach Montardy oder nach Hall mit inneren Verbindungen erheblich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetohydrodynamischer Wandler mit einem geschlossenen Arbeitskanal, der in seiner Längsrichtung von einem leitfähigen Medium durchströmt und senkrecht dazu von einem Magnetfeld durchsetzt wird und an seiner dem strömenden Medium zugewandten Innenseite aus in Strömungsrichtung alternierend aufeinanderfolgenden leitfähigen Elektroden und isolierenden Zwischenstücken besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt (S) des Arbeitskanals (6) so gestaltet ist, daß für den überwiegenden Teil seiner als Elektrode (10, 12; 20, 22; 32; 34) ausgebildeten Innenseite die Tangente an diese Wand mit der Richtung (OZ) des Magnetfeldes einen Winkel (α) von mindestens 30° einschließt.

2. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ao zeichnet, daß der Anteil der Innenseite des Arbeitskanals (6) mit einem Winkel (<x) von weniger als 30° zwischen der Tangente an die Wand des Arbeitskanals und der Richtung (OZ) des Magnetfeldes unter 1 %> liegt.

3. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt (S) des Arbeitskanals (6) die Form eines Vielecks aufweist.

4. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt (S) des Arbeitskanals (6) die Form eines symmetrischen Sechsecks mit zwei zur Richtung (OZ) des Magnetfeldes senkrechten Seiten (8) aufweist (F i g. 2).

5. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt (S) des Arbeitskanals (6) zwei zur Richtung (OZ) des Magnetfeldes senkrechte Seiten (8) aufweist, die durch Seiten (20, 22) mit sägezahnförmigem Profil miteinander verbunden sind (F i g. 4).

6. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseits an den senkrecht zur Richtung (OZ) des Magnetfeldes verlaufenden Teil des Querschnitts (S) des Arbeitskanals (6) anstoßenden Seiten eine scharfe Kante bilden.

7. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseits an den senkrecht zur Richtung (OZ) des Magnetfeldes verlaufenden Teil des Querschnitts (S) des Arbeitskanals (6) anstoßenden Seiten mit abgerundetem Profil aufeinandertreffen (F i g. 2).

8. Wandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiderseits an den senkrecht zur Richtung (OZ) des Magnetfeldes verlaufenden Teil des Querschnitts (S) des Arbeitskanals (6) anschließenden Seiten in zwei sich außen beruhrenden Kreisbögen (16,18) aufeinanderstoßen.

9. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskanal (6) zwei zur Richtung (OZ) des Magnetfeldes senkrecht verlaufende und vollständig aus isolierendem Material bestehende Wände (28) besitzt (F i g. 5).

10. Wandler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zur Richtung (OZ) des Magnetfeldes senkrecht verlaufenden Wände metallische Verbindungen zwischen Elektroden und isolierenden Zwischenstücken tragen.

11. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche jeder Elektrode durch zwei zur Achse des Arbeitskanals (6) senkrechte Ebenen begrenzt ist.

12. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche jeder Elektrode durch zwei zu den Äquipotentialebenen des Arbeitskanals (6) bei normaler Betriebsweise parallele Ebenen begrenzt ist (F i g. 7).

13. Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Elektroden bildenden Teile des Arbeitskanals (6) durch Aufeinanderstapelung von identischen, abwechselnd aus leitfähigem und aus isolierendem Material bestehenden Profilen (30, 32; 34, 36) gebildet sind (Fig. 5, 6 und 7).

14. Wandler nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskanal (6) durch Aufeinanderstapelung von ringförmigen, alternierend leitfähigen und isolierenden Elementen (34, 36) mit identischem Profil gebildet ist (F i g. 7).